污染场地土壤污染调查与风险评估研究

孙中文

（乌鲁木齐京诚检测技术有限公司，新疆 乌鲁木齐 830011）

1 引言

在改革开放后，我国各个城市的发展属于粗放式的经济发展模式，重点是促进我国各个工业企业的经济发展，进一步促进我国经济的发展。在此过程中，缺乏对周边环境和土壤的关注度，使得一些工业企业在发展中没有重视工业中的废渣、废水对生态环境和土壤的影响，使生态环境和土壤造成了污染。随着我国经济的飞速发展，我国的经济实力的不断增强，我国进一步将各个城市的发展重点转移到对环境的绿色友好发展中，加大对生态环境和土壤的重视力度。然而，在一些城市中，土壤已经遭到了非常严重的污染，在治理土壤时需要消耗较大的治理费用。此时，可以通过对污染场地土壤污染的调查分析进一步掌握土壤的具体污染情况，并准确地分析出土壤污染的风险等级，根据调查和评估的结果制定出相应的治理措施，为后期土壤防治奠定坚实的基础。

简而言之，对污染场地土壤污染进行实地调查和分析可以进一步促进各个城市的发展，从而提升城市规划发展战略的实现进度，还可以提高城市中生态环境的品质，为人们的日常生活提供舒适安全的生态环境。因此，对污染场地土壤污染调查和风险评估有着非常大的意义。

2 污染场地土壤多环芳烃的具体分析与研究

2.1 污染场地土壤中多环芳烃分布规律

在绝大多数污染场地的土壤中，因为一些工业废渣、废水以及杂质等原因，使得土壤中积存了大量的多环芳烃，而该种多环芳烃进入到土壤中，会发生一系列的分配、沉降、迁移等，影响多环芳烃在土壤中的具体分布情况。多环芳烃在土壤中呈现竖直方向的分布情况，在具体土壤表面150 mm的竖直区域中多环芳烃的含量最多，而在200 mm以下的区域中，多环芳烃的含量在逐渐减少。相关专家在对土壤中多环芳烃分布的调查中发现，土壤中多环芳烃的分布规律是按照W（5-20）>W（a.5）>W（20-40）>W（0-1a0）的规律[1]。与此同时，有些研究人员在对某地区污染场地土壤污染的调查中发现，多环芳烃的分布规律为在土壤的表层和次表层区域中多环芳烃的含量最多，而随着土壤深度的加大，相应的多环芳烃的含量也在逐渐降低[2]。而外国专家对土壤中多环芳烃分布的调查中发现[3]，多环芳烃的分布是按照有机物的圈层的规律，其中，多环芳烃在有机物圈层四环中的含量最多，之后是5环、6环、3环，而含量最少的是2环。多环芳烃在土壤中会产生相应的吸附功能，从而参与土壤水的实际运移过程中，进而对环境造成恶劣的影响。多环芳烃的吸附是依靠自身与固体表面之间的化学力、静电以及范德华力作用，在相对较快的吸附过程中，多环芳烃可以准确快速地移动到污染土壤的硫水表面进行吸附。而在慢的吸附过程中，多环芳烃移到污染土壤基体难到达的区域中，此部分多环芳烃不容易被土壤中的微生物分解和利用，进而存留在土壤环境中，发生相应的化学反应，对土壤造成一定的影响[4]。

2.2 土壤中多环芳烃的迁移转化

2.2.1 多环芳烃在土壤中的具体化学反应

多环芳烃进入土壤环境中，不会在短时间内被微生物分解，而是会逐渐地积累，当积累到一定量时会发生化学反应。多环芳烃的半衰期≥2个月，最长的半衰期是四五年。多环芳烃在发生化学反应时，在土壤中某些矿物质的作用下转化为其他成分的物质。与此同时，多环芳烃还会在光照的作用下，转为为一些酚类或者芳香族酸类的其他物质或者是毒性较高的多环芳烃的物质。

2.2.2 多环芳烃在土壤环境中的生物降解与转化过程

当多环芳烃进入到土壤中时，会根据土壤中的实际情况，将土壤表面的污染经过液态逐渐迁移到深层土壤中。绝大多数多环芳烃在土壤中是以吸附态或乳化态的形式存在，并且会受到土壤中各种因素的影响，从而发生迁移和转化的过程。其中经过一系列的物理迁移、化学反应产生变化，进一步改变在土壤环境中的分布情况。在土壤环境中，有机物质会在植物细胞中进行化学转化，从而降低植物中的毒素含量。在土壤环境中的多环芳烃会从植物的根部逐渐进入到植物的整体内部区域中，并逐渐积累，在达到一定含量后发生多环芳烃的转化过程，通过基化作用将多环芳烃转化为单环芳烃和经基化合物并积累在土壤中的植物体内，最终经过相应的食物链进入到人体内，影响着人体的健康水平[5]。此外，土壤中的多环芳烃可以借助微生物进行降解处理，微生物品种的不同以及代谢水平的不同，导致降解效果不同。在降解的过程中，微生物可以将多环芳烃视为自身代谢过程中的碳源和能源。而另一种方法微生物将多环芳烃与其他有机物质进行结合，从而保证自身的代谢水平，进一步降低土壤中多环芳烃的含量。多环芳烃属于一种难降解的有机污染物，在进入到土壤中时，降解一小部分难降解的污染物，而绝大多数的多环芳烃积存在土壤中，随着时间的推移，多环芳烃自身的毒性、可提取性以及有效性等逐渐降低，此过程就属于多环芳烃的老化过程。

3 污染场地土壤污染调查与分析

3.1 污染场地土壤主要特征

3.1.1 土壤的隐蔽性和滞后性

在污染场地的土壤中，土壤受到污染很难被及时发现和察觉，具有一定的隐蔽性和滞后性，在后期通过对土壤样品的分析、植物的检测以及其他性质，才能进一步发现土壤受到了污染。

3.1.2 土壤的累积性

与其他污染相对比，土壤中的污染容易产生积聚，污染物难分解，进而在进入到土壤中时不容易被有机质分解或利用，此时就会在土壤中出现迁移、扩散等现象，进一步加大了土壤的污染程度，使得污染物在土壤中逐渐地积累。

3.1.3 土壤污染具有不均匀性

在土壤中，由于土壤性质在每个区域中存在一定的差异以及微生物在土壤中的具体分布也存在差异，进一步使污染物在土壤中的移动速度出现了差异，使土壤中每种污染物的分布出现了差异。

3.1.4 土壤的不可逆转性

在污染场地中，一些工业区域所产生的重金属、废渣、废水等杂质进入到土壤中，使得土壤受到了污染，而且此类物质不容易被微生物降解，在土壤中逐渐累积，导致土壤中的污染物含量逐渐增加，更关键的是在短时间内土壤中的污染物不可逆转，需要经过长时间才能够被微生物降解。

3.1.5 土壤的治理具有艰巨性

当土壤受到污染时，如果只依靠减少污染源的排放，土壤很难在短时间内恢复到原状。与此同时，治理受到污染土壤时，需要花费较多的费用，治理的周期较长、难度较大。工业废弃物进入到土壤中，会影响到土壤正常的理化性质，降低土壤生产潜力，影响了土壤的性能，甚至土壤污染会进入到地下水中，从而影响到水源的安全[6]。

3.2 污染场地土壤环境容量

土壤环境容量又称土壤负载容量，用于维持土壤的正常结构与功能，并保证农产品的生物学产量与质量的前提下，土壤环境所能容纳污染物的最大负荷量。简单说，土壤环境容量是对土壤中各种污染物进行总量控制与环境管理的重要指标之一，通过对影响土壤环境的一系列污染的控制和各项行为的控制进一步保证土壤自身的净化性能，使得土壤可以处于稳定运行的状态中。土壤种类的不同，所对应的土壤环境容量也存在一定的差异。而在相同土壤条件下，对各种污染物的容量也存在较大的差异。土壤环境容量取决于污染物的性质，土壤净化能力的大小，污染物的总量以及土壤的背景值。因而随着污染场地中污染物总量的不断增加以及污染物自身性质会影响土壤环境容量的数值，降低土壤的性质[7]。

在污染场地土壤中，各种重金属污染物的残留会影响土壤的酸碱度、有机质的含量、质地以及生产能力。此外，随着污染物在土壤中的积累，降低了土壤的理化性质，进一步影响了土壤环境容量。例如，对于镉元素来说，在酸性土壤中活性更大，在土壤环境容量中的关系是草甸褐土最多，而在红壤性水稻土中的环境容量是最少的，草甸棕壤中镉元素的环境容量适中。简而言之，在当前污染场地土壤中，随着各种污染物进入到土壤环境中，降低了土壤环境容量，进而影响了土壤中各种物质的转化过程和作物的正常生长。

4 污染场地土壤污染调查与风险评估

4.1 污染场地土壤污染的来源

4.1.1 大气沉降造成的土壤污染

地球的大气环境随着时间的发展已经形成一个稳定性极强的大气环境体系，其中各种物质包括了硫、氮以及其他重金属物质的含量维持在稳定数值中。但是随着我国工业化水平的不断提升，一些化石燃料的大量燃烧，排放出大量的酸性气体和其他重金属，进一步破坏了大气环境体系的稳定性以及各种物质含量的平衡。在对当前污染气体排放的调查中可以发现，所排放的汞、锌、铅等重金属的含量已经远远超过了自然界所排放重金属含量的数倍。更关键的是，人们日常活动所排放出的二氧化硫，氮氧化气体的含量已经超过了自然界所排放气体的6倍和1.5倍。而这些污染气体的排放量远远破坏了大气环境体系的平衡，进而使得大气中的一些有毒物质沉降到土壤环境中，造成土壤污染。

4.1.2 工业废水和生活污水排放造成的土壤污染

近几年，我国的污水排放总量持续增长，2014年中国城市污水年排放量445.34亿平方米，2018年增至521.12亿平方米。而在2020年全国废水排放过程中，化学需氧量、氨氮、总氮、总磷、石油类、挥发酚等量值分别为2 564.76万吨、98.40万吨、322.34万吨、33.67吨、3 734.0吨、59.8吨。而在废水中包含了多种有毒有害物质，包括了汞、六价铬、铅、砷、挥发酚、氰化物等。其中在一些开矿区域所排放的工业废水中包含了大量的重金属化合物等，而这些污水的排放都会对土壤造成一定程度的影响，使一些有毒有害物质进入到土壤中，破坏了土壤中各种物质的平衡[8]。

4.1.3 工业固废和城市垃圾造成的土壤污染

当前工业所产生的固体废弃物主要是由一些开采行业、冶金、化工产业加工所产生的固体废弃物，在这些废弃物中包括了煤矸石、铬渣、粉煤灰、碱渣等，当前我国固体废弃物的数量在降低，但是工业中所产生的固体废弃物较多，因而会占据更多的土地面积，进一步造成土壤的污染，另一方面，郊区化过程中，一些企业存在非法拆解、加工废旧物资、焚烧、酸洗、土冶炼等活动，进一步导致郊区的土壤不能耕种，土壤受到严重的污染。而工业废弃物所造成的土壤污染是非常严重的。2011年，云南省曲靖市一家化工公司违规堆放铬渣20多年，直到附近养羊户牲畜无故死亡才被发觉。2013年，辽宁省锦州市某铁合金企业，违规堆放铬渣，导致近20平方公里范围内的水质遭受六价铬污染，7个自然村1 800眼水井的水不能饮用。除了非法倾倒、焚烧工业固体废物会引起土壤环境污染，在正常的工业固体废物处置过程中，也容易产生二次污染。而当前随着城市经济的快速发展，与以往的城市垃圾不同，当前城市中所造成的垃圾也存在较多的重金属和其他有毒有害物质，进而导致土壤受到了污染。

4.1.4 农药化肥施用造成的土壤污染

在当前农作物的种植过程中，农民为了提高作物产量，会使用一些化学农药消灭杂草和害虫。2020年，我国农药使用总量为26万吨左右，其中有些农户在选择农药时，并没有根据农作物的实际情况选择相对应的农药，在使用农药时为了方便没有按照相应的标准要求进行，降低农作物产量的同时，还会将部分农药残留在土壤中，而随着时间的堆积，土壤中农药含量也会逐渐积累，从而造成土壤污染。

4.2 污染场地土壤的污染分级

为了进一步对污染场地土壤污染的风险评估，需要建立起相应的土壤污染等级划分，对土壤的实际污染情况采取相应的治理措施[6]。污染场地土壤的污染等级可以划分为五个等级：第一是初级的污染，也就是某个地区中土壤污染的表层中一些重金属元素的含量超过了未被污染状态下土壤中各个元素的含量，进而使得地球化学元素的区域性分布。此时就需要对造成土壤污染情况的原因进行深入地分析，并立即采取相应的治理措施，恢复土壤的状况。第二等级是二次污染，由于工业在日常生产中所排放的废渣、固体废弃物以及其他物质和农业生产中所排放的一些农药等对该地区的土壤造成了污染，使得一些重金属的含量超过标准状态下土壤表层中重金属的含量，进而使得一些土壤中各种元素的分布出现了差异。因此就需要对土壤中各种元素的变化趋势进行详细地分析，并根据该地区中的生态效应进行土壤的评估。第三等级是第三级污染，在该等级中，因为工业化生产所排放的大量废弃物以及采矿企业排放的大量矿渣，进而使得该地区土壤中各种元素的含量远超过了标准含量，而在各个矿化分布区域中相应土壤元素的含量出现了显著增加，更关键的是，地球化学元素的分布出现了异常状态。当土壤污染达到第三等级时，相关的工作人员一定要及时检测土壤中元素含量的实际情况，并检测土壤的生态状况。第四等级是污染，各个工业企业在日常生产经营活动中排放出许多废弃物、污染水源，采矿企业所排放的大量矿渣和重金属等，使得一些地区土壤表层中的重金属元素含量出现了飞速提升，地球化学元素的分布出现了非常明显的异常情况。当土壤污染达到该等级时，一定要对土壤元素含量的变化进行实时检测，从而准确地分析出该地区中土壤污染的具体情况，以及是否会影响到人们的日常生活和安全。而最后是第五级污染，土壤污染是最严重的，土壤中各种元素的含量远远超过了正常情况下的含量数值，而地球化学元素的分布主要是集中在异常区域的中部地区中。如果该地区土壤适用于农业种植时，需要立即对土壤进行治理和修复，进一步恢复土壤的状况。而如果是用于人们的日常生活居住，需要立即进行风险评估和实时检测，有必要时需要搬离该地区。总而言之，对污染场地土壤污染的调查分析，相关的技术人员一定要根据该地区场地土壤的实际情况确定出污染等级，从而采取相应的治理措施，最大化地减少土壤污染的扩散和延伸。

5 结论

近年来，随着我国经济的飞速发展，城市化进程的快速推进，城市的发展规模在快速提升，进一步增加了城市中工业企业的数量。而随着工业企业的增加[9]，所排放出的固体废弃物、废渣、工业废水以及其他污染物的数量在不断地增加，进而会对周边的土壤造成一定程度的影响。此外，在日常生活中，城市中的生活垃圾和农业垃圾也会对土壤造成污染。而这些垃圾经过长时间的堆积，一些重金属污染物以及难降解污染物会逐渐进入到土壤中，一小部分被土壤中的微生物分解并利用，但是大多数的污染物积累在土壤中，随着重金属污染物含量的增加，严重影响着土壤的各项性质。此时就需要对污染场地土壤污染进行风险评估和污染源进行详细分析与研究，从而根据研究和评估结果采取科学合理化的治理措施，最大化地减少污染土壤中重金属污染物的含量，减少对土壤的污染程度，提高土壤中的各项性质，使土壤中各种元素的含量维持在正常状态下的含量范围内，避免造成对水源的后续污染，保证人们日常生活的安全。